(57)【要約】【課題】ヒートシンクなどの部材を基板に取り付ける際に、少々の振動や衝撃によっては取付け装置の脚部が基板の孔から浮き上がったりすることのないようにすること。【解決手段】２つの溝が側面に設けられたヒートシンクＨＳをプリント基板ＫＢに取り付けるための取付け装置３であって、全体が板状であり、両端縁部を２つの溝に挿入可能な支持部１１と、支持部１１から延びてプリント基板と連結するための連結部１２と、を有し、連結部１２には、プリント基板に設けられた３つの孔３１，３２，３３に挿入可能な少なくとも３本の脚部１５，１６，１７が設けられ、両外側の２つの脚部１５，１６には、一方向に突出して孔に挿入したときに抜け止めとなる係合部１５ａ，１６ａがそれぞれ設けられ、中央部の脚部１７には、両外側の２つの脚部の係合部の突出方向とは異なった方向に突出して孔に挿入したときに抜け止めとなる係合部１７ａが設けられてなる。【選択図】    図４
2006245223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行で対向する２つの溝が側面に設けられた部材をプリント基板に取り付けるための取付け装置であって、
全体が板状であり、
両端縁部を前記２つの溝に挿入可能な支持部と、
前記支持部から延びて前記プリント基板と連結するための連結部と、
を有し、
前記連結部には、前記プリント基板に設けられた３つの孔に挿入可能な少なくとも３本の脚部が設けられ、
両外側の２つの前記脚部には、一方向に突出して前記孔に挿入したときに抜け止めとなる係合部がそれぞれ設けられ、
中央部の前記脚部には、前記両外側の２つの脚部の係合部の突出方向とは異なった方向に突出して前記孔に挿入したときに抜け止めとなる係合部が設けられてなる、
ことを特徴とする部材をプリント基板に取り付けるための取付け装置。
【請求項２】
前記支持部には、その中央部に、補強のためにその厚さ方向において突出する凸部が設けられてなる、
請求項１記載の部材をプリント基板に取り付けるための取付け装置。
【請求項３】
前記両外側の２つの脚部には、当該脚部を前記孔に挿入したときにストッパとなって前記プリント基板へのそれ以上の挿入を阻止するための係止部が設けられ、
中央部の前記脚部に設けられた係合部と前記係止部との間の長さ方向の距離は、前記プリント基板の厚さ寸法にほぼ等しく設定されている、
請求項１または２記載の部材をプリント基板に取り付けるための取付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー半導体の冷却のためのヒートシンクなどの部材をプリント基板に取り付けるための取付け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、種々の電子機器において、ＣＰＵ、パワートランジスタ、サイリスタなどのパワー半導体、またはその他の電子部品の冷却のために、アルミニウム合金などからなるヒートシンクが用いられている。そのようなヒートシンクは、実装に際して、しばしばプリント基板に取り付けられる。
【０００３】
ヒートシンクをプリント基板に固定するための取付け装置として、特許文献１および特許文献２に開示された装置がある。
【０００４】
特許文献１の装置では、アルミニウムなどの金属板を平面視でコの字形に曲げてヒートシンクを構成し、３つの壁面の下端部から爪を一体的に突出させ、突出させた３つの爪をプリント基板に設けた孔に挿入する。
【０００５】
特許文献２の装置では、ヒートシンクの端面に平行な溝を設け、両側に爪部を有した板状の脚部材をその溝に挿入して爪部が２つの溝の間に係合するようにし、脚部材の下端部に設けた取付部をプリント基板にはんだ付けする。
【特許文献１】特開平７ー１２２８６７
【特許文献２】特開２０００−２３６０５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の取付け装置では、構造が簡単であって小容量の簡単なものには向くが、大容量の中型以上のものには不向きである。また、プリント基板に挿入した爪を固定するためには爪を曲げなければならず、その分だけ工程数が増加する。
【０００７】
また、特許文献２の取付け装置では、脚部材の下端部の取付部をプリント基板にはんだ付けするので、他の部品のはんだ付けと同じ工程でこれを行うことができる。しかし、取付部をプリント基板の孔に挿入した状態では、単に挿入されているだけで何らの抜け止めもなされていないから、脚部材がプリント基板から浮き上がったり脱落したりする可能性がある。
【０００８】
したがって、はんだ付け前のプリント基板に対して振動や衝撃を与えないようにはんだ浴槽にゆっくりと丁寧に搬送しなければならない。または、はんだ付けが完了するまで適当な治具でその状態を保持しておく必要がある。
【０００９】
そのため、はんだ付け工程のサイクル時間が長くなったり、また搬送装置の剛性や精度を高めるために装置コストが上昇するといった問題がある。
【００１０】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、ヒートシンクなどの部材を基板に取り付ける際に、はんだ付けが未だ行われていない状態であっても、少々の振動や衝撃によっては取付け装置の脚部が基板の孔から浮き上がったりすることのないようにし、組み立ての際の取り扱いを容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る装置は、互いに平行で対向する２つの溝が側面に設けられた部材をプリント基板に取り付けるための取付け装置であって、全体が板状であり、両端縁部を前記２つの溝に挿入可能な支持部と、前記支持部から延びて前記プリント基板と連結するための連結部と、を有し、前記連結部には、前記プリント基板に設けられた３つの孔に挿入可能な少なくとも３本の脚部が設けられ、両外側の２つの前記脚部には、一方向に突出して前記孔に挿入したときに抜け止めとなる係合部がそれぞれ設けられ、中央部の前記脚部には、前記両外側の２つの脚部の係合部の突出方向とは異なった方向に突出して前記孔に挿入したときに抜け止めとなる係合部が設けられてなる。
【００１２】
好ましくは、前記支持部には、その中央部に、補強のためにその厚さ方向において突出する凸部が設けられる。
【００１３】
また、前記両外側の２つの脚部には、当該脚部を前記孔に挿入したときにストッパとなってそれ以上の挿入を阻止するための係止部が設けられ、中央部の前記脚部に設けられた係合部と前記係止部との間の長さ方向の距離は、前記プリント基板の厚さ寸法にほぼ等しく設定される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、ヒートシンクなどの部材を基板に取り付ける際に、はんだ付けが未だ行われていない状態であっても、少々の振動や衝撃によっては取付け装置の脚部が基板の孔から浮き上がったりすることのなく、組み立ての際の取り扱いが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明に係る取付け金具３を用いてヒートシンクＨＳをプリント基板ＫＢに取り付けた状態を示す斜視図、図２は本発明に係る取付け金具３をヒートシンクＨＳの溝ＭＺに挿入する様子を示す斜視図、図３は取付け金具３の斜視図、図４は取付け金具３をプリント基板ＫＢに挿入した状態の断面図、図５は図４の右側面の方向からみた断面図である。
【００１６】
図１および図２において、ヒートシンクＨＳは、アルミニウム合金の押し出し成形品であり、多数のフィンＦＮを有し、全体として直方体の形状である。ヒートシンクＨＳの両側の側面には、それぞれ、互いに平行で対向した取り付け用の２つの溝ＭＺが設けられている。
【００１７】
取付け金具３は、鋼板にプレス加工を行うことによって形成される。取付け金具３の表面は、はんだ濡れ性を良好なものとするために、例えば、鉛ー錫合金または亜鉛が電気めっきされている。そのような表面処理を行った材料として、「ターンシート」、「シルバートップ」などが知られている。
【００１８】
取付け金具３は、全体が板状であり、両端縁部をヒートシンクＨＳの２つの溝ＭＺ，ＭＺに挿入可能な支持部１１、および、支持部１１から延びてプリント基板ＫＢと連結するための連結部１２を有する。
【００１９】
図３乃至図５をも参照して、支持部１１には、その両端縁部に、厚さ方向に膨出する膨出部１３ａ，１３ａ，１３ｂ，１３ｂが、プレス加工によって形成されている。図３によく示されるように、膨出部１３ａは取付け金具３の裏面側に、膨出部１３ｂは取付け金具３の表面側に、それぞれ膨出しており、これによって溝ＭＺへの挿入方向に対して抜けを防止するための戻りが形成されている。
【００２０】
これら膨出部１３ａ，１３ｂにおける厚さ方向の寸法は、各溝ＭＺの広さ方向の幅寸法よりも大きくなっているので、支持部１１を２つの溝ＭＺに挿入したときに、膨出部１３ａ，１３ｂが溝ＭＺの壁面に強く押当し、その摩擦力によって溝ＭＺから容易には抜けないようになっている。
【００２１】
支持部１１には、さらに、その中央部において縦方向（長手方向）に延びるように、補強のためにその厚さ方向において表面側に突出する凸部１４が、プレス加工によって形成されている。
【００２２】
連結部１２には、プリント基板ＫＢに設けられた３つの孔３１，３２，３３に挿入可能な３本の脚部１５，１６，１７が設けられている。両外側の２つの脚部１５，１６には、厚さ方向に突出し、プリント基板ＫＢの孔３１，３２に挿入したときに抜け止めとなる係合部１５ａ，１６ａが設けられている。
【００２３】
中央部の脚部１７には、その幅方向に突出して孔３３に挿入したときに抜け止めとなる係合部１７ａが設けられている。
【００２４】
また、両外側の２つの脚部１５，１６には、当該脚部１５，１６を孔３１，３２に挿入したときにストッパとなってそれ以上に挿入されるのを阻止するための係止部１５ｂ，１６ｂが設けられている。
【００２５】
中央部の脚部１７の係合部１７ａと係止部１５ｂ，１６ｂとの間の長さ方向の距離は、プリント基板ＫＢの厚さ寸法にほぼ等しく設定されている。なお、両外側の２つの脚部１５，１６の係合部１５ａ，１６ａと中央部の脚部１７の係合部１７ａとは、同じ位置（長手方向の位置）にある。
【００２６】
また、支持部１１と連結部１２との境界部分には、ヒートシンクＨＳの下端面に当接して取付け金具３がそれ以上に溝ＭＺに挿入されないようにするための位置決め段部１８ａが設けられている。
【００２７】
なお、ヒートシンクＨＳには、半導体ＨＤがネジで取り付けられており、半導体ＨＤのリード（脚）はプリント基板ＫＢの穴に挿入され、はんだ付けされる。
【００２８】
各部のサイズの具体例を挙げると、取付け金具３の厚さは、０．５〜０．８ｍｍ程度、プリント基板ＫＢの厚さは１．２〜１．６ｍｍ程度である。ヒートシンクＨＳの大きさは、例えば、１００ｍｍ×１５０ｍｍ×２０ｍｍである。これらの寸法は一例であるから、これ以外の寸法として何ら差し支えない。
【００２９】
次に、取付け金具３の使用方法について説明する。
【００３０】
まず、２つの取付け金具３をヒートシンクＨＳの両側面の溝ＭＺにそれぞれ挿入する。各取付け金具３は、位置決め段部１８ａがヒートシンクＨＳの下端面に当接するまで挿入する。このときに、縦方向に延びる凸部１４によって取付け金具３が補強されているから、取付け金具３が曲がったり変形したりすることがない。また、膨出部１３ａ，１３ｂが溝ＭＺの壁部に強く押当するので、挿入された取付け金具３が溝ＭＺから不測に抜けることがない。しかし、ヒートシンクＨＳを交換する際など、必要に応じてヒートシンクＨＳを取付け金具３から抜き出すことは可能である。
【００３１】
そして、それぞれの脚部１５，１６，１７をプリント基板ＫＢのそれぞれの孔３１，３２，３３に挿入する。このときに、係合部１５ａ，１６ａがプリント基板ＫＢと干渉しないように、脚部１５，１６を若干外側へ開けるようにして穴３１，３２に挿入する。また、係合部１７ａがプリント基板ＫＢと干渉しないように、脚部１７を若干横方向に押しやるようにして穴３３に挿入する。脚部１５，１６，１７は金属であって適度な弾力性を有するので、弾性的に変形させて孔３１，３２，３３に挿入することが可能である。
【００３２】
脚部１５，１６，１７が孔３１，３２，３３に挿入されると、プリント基板ＫＢの上面は係止部１５ｂ，１６ｂに当接し、プリント基板ＫＢの下面は係合部１５ａ，１６ａ，１７ａ（またはその上面）に当接し、これによって、取付け金具３がプリント基板ＫＢの孔３１，３２，３３から浮き上がったり不測に抜けることが防止されるとともに、両者間の位置決め（仮位置決め）が行われる。
【００３３】
この状態で、この組み立て体を、例えば、搬送装置によってフリーフローはんだ付け装置まで搬送し、プリント基板ＫＢの下面に対してはんだ付けを行う。このとき、搬送によって振動や少々の衝撃が発生しても、プリント基板ＫＢは係合部１５ａ，１６ａ，１７ａと係止部１５ｂ，１６ｂとに挟まれており、両者間の仮位置決めが行われているので、取付け金具３がプリント基板ＫＢの孔３１，３２，３３から浮き上がったり、傾いたり、抜けたりすることがない。
【００３４】
はんだ付けによって、プリント基板ＫＢの下表面のプリントパターン（図示せず）と脚部１５，１６，１７とがはんだＨＮで接合され、ヒートシンクＨＳの全体がプリント基板ＫＢに固定される。
【００３５】
このように、本実施形態の取付け金具３を用いた場合には、はんだ付けの行われていない組み立て体を搬送する場合に、少々の振動や衝撃では浮き上がったりしないので、速く搬送することができる。したがって、はんだ付け工程のサイクル時間を短縮することが可能となる。また、搬送装置の剛性や精度を必要以上に高める必要がないので、装置コストを抑えることが可能である。
【００３６】
また、取付け金具３がプリント基板ＫＢの孔３１，３２，３３から浮き上がったり傾いたりすることが防止されるので、従来のように浮き上がった場合の補修のための工数が削減され、また製品の歩留りが向上する。
【００３７】
また、取付け金具３において、中央の脚部１７がなく２つの脚部１５，１６のみが設けられた取付け金具の場合と比べると、中央の脚部１７の係合部１７ａの作用によって、プリント基板ＫＢとの仮位置決めがより一層安定する。また、凸部１４がない場合と比べると、凸部１４によって強度的に強くなり、曲げや変形に対して強い。
【００３８】
上述の実施形態において、プリント基板ＫＢに設ける孔３１，３２，３３は、脚部１５，１６，１７の寸法に対して適当な大きさの余裕をもたしておけばよい。プリント基板ＫＢにおける脚部１５，１６，１７をはんだ付けする部分は、はんだによる脚部の固定のためであり、電気的な配線接続を目的とするものではない。しかし、例えば、脚部にはんだ付けする部分をグランドに接続するなど、適当な配線接続を兼用してもよい。取付け金具３は、ヒートシンクＨＳ以外の種々の部材を取り付けるために適用可能である。
【００３９】
その他、取付け金具３の各部又は全体の構造、形状、寸法、個数、材質、製造方法、表面処理方法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ＣＰＵ、パワートランジスタ、サイリスタなどのパワー半導体の冷却のためのヒートシンクなどの部材をプリント基板に取り付けるために利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る取付け装置を用いてヒートシンクをプリント基板に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る取付け装置をヒートシンクの溝に挿入する様子を示す斜視図である。
【図３】取付け装置の斜視図である。
【図４】取付け装置をプリント基板に挿入した状態の断面図である。
【図５】図４の右側面の方向からみた断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
３  取付け金具（取付け装置）
１１  支持部
１２  連結部
１３  膨出部
１４  凸部
１５，１６  脚部（両外側の２つの脚部）
１５ａ，１６ａ  係合部
１５ｂ，１６ｂ  係止部
１７  脚部（中央部の脚部）
１７ａ  係合部
３１，３２，３３  孔
ＨＳ  ヒートシンク（部材）
ＭＺ  溝
ＫＢ  プリント基板
【図１】
2006245223.tif 000003
【図２】
2006245223.tif 000004
【図３】
2006245223.tif 000005
【図４】
2006245223.tif 000006
【図５】
2006245223.tif 000007